2ASK数字基带信号频带传输系统的设计与建模
通信原理课程设计-2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模概论
学号：课程设计2PSK、2DPSK数字信号频带题目传输系统的设计与建模学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1306班姓名指导教师2016年1月8日课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信1306班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模初始条件：（1）MAX+plus、Quartus II、ISE等软件；（2）课程设计辅导书：《通信原理课程设计指导》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、电子设计EDA、通信原理要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）课程设计时间：（2）课程设计题目：2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模（3）本课程设计统一技术要求：按照要求对题目进行逻辑分析，了解2PSK数字信号的产生方法，画出2PSK调制解调的方框图，编写VHDL语言程序，上机调试、仿真，记录实验结果波形，对实验结果进行分析；（4）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，并标明参考文献至少5篇；（5）写出本次课程设计的心得体会（至少500字）。
时间安排：第19周参考文献：段吉海.数字通信系统建模与设计.北京：电子工业出版社，2004江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2010John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日移动通信迅速发展的得以实现，离不开数字处理技术。
其中，数字调制与解调技术在通信领域中发挥着重大作用。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性匹配，再在接收端通过解调恢复出原始数字信号，实现数字信息的传递。
相移键控（2PSK）就是数字信号调制的一种有用并且广泛使用的方式。
为了很好地完成本次数字通信系统课程设计，我对2PSK、2DPSK的调制与解调原理进行了深入的了解和研究；利用仿真软件Quartus II，对2PSK、2DPSK进行调制与解调的设计和仿真，并对仿真结果进行了分析。
二进制数字频带传输系统设计——2ASK
目录1技术要求 (1)2基本原理 (1)2.1 2ASK定义 (1)2.2 2ASK的调制 (2)2.3 2ASK的解调 (3)2.4 2ASK功率谱密度 (3)2.5 眼图 (4)3 建立模型描述 (5)3.1 SystemView方案 (5)3.2 Simulink方案 (6)4 功能模块分析或源程序代码 (7)4.1 SystemView功能模块分析 (7)4.2 Simulink功能模块分析 (10)5 调试过程及结论 (11)5.1 SystemView调试过程及结论 (11)5.2 Simulink调试过程及结论 (15)6 心得体会 (17)7 参考文献 (18)二进制数字频带传输系统设计——2ASK 系统1技术要求设计一个2ASK 数字调制系统，要求：（1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab 或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。
2基本原理2.1 2ASK 定义振幅键控是正弦载波的幅度随着数字基带信号而变化的数字调制，当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控.。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P ，发送1符号的概率为1-P ，且相互独立。
该二进制符号序列可表示S(t)=其中：⎩⎨⎧=P P a n －出现概率为出现概率为110Ts 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲：则二进制振幅键控信号可表示为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t S c ωcos )(=二进制振幅键控信号时间波型如图2-1所示，可以看出2ASK信号的时间波形S2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。
2ASK数字频带传输系统设计
2ASK数字频带传输系统设计内容摘要：设计了以2ASK为调制方式的经济型数字频带传输系统；分析了系统组成，电路工作原理；详细阐述了系统各个模块的设计方案。
实验结果验证了该设计具有稳定性和合理性。
0 引言在现代数字通信系统中，频带传输系统的应用最为突出。
将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换为适合在频带上传输的频带信号，传输这个信号的系统就称为频带传输系统。
在频带传输系统中，根据数字信号对载波不同参数的控制，形成不同的频带调制方法。
幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波数字形式的调制信号在控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。
本设计中选择正弦波作为载波，用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制，载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为l的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送，调制后的信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍，此调制称为二进制振幅键控信号(2ASK，Binary Amplitude Shift Keying)。
1 2ASK信号的算法 1．1 时域式中an=1或0，g(t)为脉冲形状，Ts为码元间隔，载波c(t)=COSωct。
当s(t)为矩形脉冲情况下，2ASK调制被称为开关键控OOK(on-off-key Control)，OOK信号用载波的通断(有无)来表示基带“1”码或“0”，如图1所示。
1．2 频域设S(t)频谱为S(ω)，S2AKS(t)频谱为：这说明，2ASK信号的频谱是将数字基带频谱中心搬移到载频处，带宽为基带带宽的两倍；又由可知，基带信号是由若干基本脉冲组成的，因而基带信号的带宽完全由基本脉冲带宽决定。
2ASK信号的带宽取决于基带基本脉冲的带宽，是基本脉冲带宽的两倍。
设矩形脉冲：由式(7)单个基本脉冲的功率谱如图2所示，其中码率Rs=1／Ts。
由图2可见，其各个零点满足：sin(ωTs／2)=0==>ωTs／2=πi，i≠0==>ω=2πiRs，i≠O，第一旁瓣峰值比主峰值约衰减14分贝。
基于MATLAB的2ASK频带传输系统仿真与性能分析.
基于MATLAB 的ASK 频带传输统仿真与性能分析学生姓名：xxx 指导老师：xx摘要本课程设计主要运用MATLAB 集成环境下的Simulink 仿真平台进行ASK 频带传输系统仿真，并把运行仿真结果输入到显示器，根据显示器结果分析设计的系统性能。
设计中，主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK 调制。
产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行ASK 调制后再送入加性高斯白噪声（AWGN ）信道传输，在接收端对其进行ASK 解调以恢复原信号，观察还原是否成功，改变AWGN 信道的信噪比，计算传输前后的误码率，绘制信噪比-误码率曲线，并与理论曲线比较进行说明。
关键词 Simulink ；ASK 调制；高斯白噪声（AWGN ）；信噪比-误码率1 引言这个课程设计主要的主要目的是深入理解和掌握振幅通信系统的各个关键环节。
通信原理是通信工程专业的一门骨干的专业课，是通信工程专业后续专业课的基础。
随着国际社会和世界经济的发展，通信对人们的生活方式和社会发展产生更加重大和深远影响，对于本专业学生来说掌握通信原理课程的知识可使学生打下一个坚实的专业基础，可提高处理通信系统问题能力和素质。
设计或分析一个简单的通信系统，有助于加深对通信系统原理及组成的理解，便于应用于以后再工作中。
1.1 设计目的通过设计基于MATLAB/Simulink的ASK 频带传输系统仿真与性能分析，让我深入理解和掌握二进制数字调制通信系统的各个关键环节，包括调制、解调、滤波、传输、噪声对通信质量的影响等。
在数字信号处理实验课的基础上更加深入的掌握数字滤波器的设计原理及实现方法。
是学习者对系统各关键点的信号波形及频谱有深刻的认识。
设计或分析一个简单的通信系统，可以进一步理解通信系统的基本组成、模拟通信和数字通信的基础理论、通信系统发射端信号的形成及接收端信号解调的原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识。
1.2设计平台MATLAB 是美国MathWorks 公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件，是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。
2FSK数字信号频带传输系统的设计和建模论文
目录1 课设设计要求 (2)1.1 题目的意义 (2)1.2 设计要求 (2)2 FSK设计原理和方案 (3)2.1 FSK的调制 (3)2.1.1 直接调频法 (3)2.1.2 频率键控法 (3)2.1.3 基于FPGA的FSK调制方案 (4)2.2 FSK的解调 (4)2.2.1 同步（相干）解调法 (5)2.2.2 FSK滤波非相干解调法 (5)2.2.3 基于FPGA的FSK解调方案 (6)3 FSK设计的程序与仿真 (7)3.1 FSK基于HDL语言调制 (7)3.1.1 FSK调制程序 (7)3.1.2 FSK调制仿真 (9)3.1.3FSK调制电路 (10)3.2 FSK基于VHDL语言解调 (11)3.2.1 FSK解调程序 (11)3.2.2FSK解调仿真 (13)3.2.3 FSK解调电路 (13)4心得体会 (14)参考文献 (15)1 课设设计要求1.1 题目的意义数字调制技术是现代通信的一个重要内容，在数字通信系统中由于数字信号具有丰富的低频成份，不宜进行无线传输或长距离电缆传输，因而需要将基带信号进行数字调制(Digital Modulation)。
数字调制同时也是数字信号频分复用的基本技术。
数字调制与模拟调制都属于正弦波调制，但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,因而数字调制具有自身的特点一般说来数字调制技术分为两种类型：一是把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值去键控载波，从而实现数字调制。
后一种方法通常称为键控法。
例如可以对载波的振幅、频率及相位进行键控，便可获得振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、相移键控(PSK)等调制方式。
移频键控(FSK)是数字信息传输中使用较早的一种调制形式，它由于其抗干扰及衰落性较好且技术容易实现，因而在集散式工业控制系统中被广泛采用。
以往的键控移频调制解调器采用“定功能集成电路+连线”式设计；集成块多，连线复杂，容易出错，且体积较大，本设计采用Lattice公司的FPGA芯片，有效地缩小了系统的体积，降低了成本，增加了可靠性，同时系统采用VHDL语言进行设计，具有良好的可移植性及产品升级的系统性。
2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模
1.PSK调制电路的建模library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity PL_CPSK isport(clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end PL_CPSK;architecture behav of PL_CPSK is signal q:std_logic_vector(1 downto 0); signal f1,f2:std_logic;beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thenif start='0' then q<="00";elsif q<="01" then f1<='1';f2<='0';q<=q+1; elsif q="11" then f1<='0';f2<='1';q<="00"; else f1<='0';f2<='1';q<=q+1;end if;end if;end process;process(clk,x)beginif clk'event and clk='1' thenif q(0)='1' thenif x='1' then y<=f1;else y<=f2;end if;end if;end if;end process;end behav;2．CPSK解调library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity PL_CPSK2 isport(clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end PL_CPSK2;architecture behav of PL_CPSK2 is signal q:integer range 0 to 3; begin process(clk)beginif clk'event and clk='1' then if start='0' then q<=0; elsif q=0 then q<=q+1;if x='1' then y<='1';else y<='0';end if;elsif q=3 then q<=0;else q<=q+1;end if;end if;end process;end behav;3.DPSK调制绝对码到相对码library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity PL_DPSK isport(clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end PL_DPSK;architecture behav of PL_DPSK is signal q:integer range 0 to 3; signal xx:std_logic;beginprocess(clk,x)beginif clk'event and clk='1' thenif start='0' then q<=0;xx<='0';elsif q=0 then q<=1;xx<=xx xor x;y<=xx xor x;elsif q=3 then q<=0;else q<=q+1;end if;end if;end process;end behav;4．DPSK解调相对码到绝对码library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity PL_DPSK2 isport(clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end PL_DPSK2;architecture behav of PL_DPSK2 is signal q:integer range 0 to 3; signal xx:std_logic;beginprocess(clk,x)beginif clk'event and clk='1' thenif start='0' then q<=0;elsif q=0 then q<=1;elsif q=3 then q<=0;y<=xx xor x;xx<=x;else q<=q+1;end if;end if;end process;end behav;。
通原实验报告数字频带系统2ASK系统实验报告
实验七数字频带系统——2ASK系统
●实验目的：
1、掌握2ASK信号的波形和产生方法；
2、掌握2ASK信号的频谱特点；
3、掌握2ASK信号的解调方法；
4*、掌握2ASK系统的抗噪声性能。
●知识要点：
1、2ASK信号的波形和产生方法；
2、2ASK信号的频谱；
3、2ASK信号的解调方法；
4*、2ASK系统的抗噪声性能。
下图为2ASK系统调制框图
原始信号的波形和功率谱密度：
模拟调制产生2ASK信号的波形和功率谱密度：
键控法产生2ASK信号的波形和功率谱密度：
2ASK 信号的功率谱有连续谱和离散谱两部分组成；2ASK 信号的带宽ASK B 2是基带信号带宽的2倍。
相干解调后恢复信号的波形和功率谱密度：
包络检波恢复信号的波形和功率谱密度：
相干解调和包络检波后恢复信号的波形和功率谱密度基本相似，但是包络检波比较容易实现，而相干解调的系统比较复杂。
接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声；（Density in 1 ohm = 0.00002W/Hz）；
原始信号的波形：
包络检波后恢复信号的波形：
相干解调后恢复信号的波形：
接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声；（Density in 1 ohm = 0.002W/Hz）
原始信号的波形：
包络检波后恢复信号的波形：
相干解调后恢复信号的波形：
在加入噪声后，包络检波和相干解调后恢复信号的波形出现误码，但是相干解调的误码率性能比包络检波的误码率性能优越。
实验成绩评定一览表
系统设计系统设计合理，模块布局合理，线迹美观清楚系统设计合理，模块布局较合理，线迹清楚。
二进制数字频带传输系统设计2ASK
目录1 技术要求...................................................................................................................................................... - 1 -2 基本原理...................................................................................................................................................... - 1 -2.1 数字通信系统.................................................................................................................................. - 1 -2.2 2ASK基本调制原理......................................................................................................................... - 2 -2.2.1 基本调制原理...................................................................................................................... - 2 -2.2.2 两种基本调制法-模拟调制法和键控法 ............................................................................ - 3 -2.2.3 两种基本调制方法的比较.................................................................................................. - 3 -2.2.4 2ASK功率谱密度................................................................................................................. - 3 -2.3 2ASK基本解调方法-相干解调法和非相干解调法 ....................................................................... - 4 -3 建立模型描述.............................................................................................................................................. - 6 -3.1 使用Matlab软件来完成仿真设计 ................................................................................................ - 6 -3.2 使用SystemView软件来完成仿真设计 ........................................................................................ - 6 -3.3 使用Simulink软件来完成仿真设计 ............................................................................................ - 7 -4 模块功能分析或源程序代码...................................................................................................................... - 8 -4.1 Matlab软件来实现2ASK模型仿真设计 ....................................................................................... - 8 -4.1.1 MATLAB编程程序代码......................................................................................................... - 8 -4.1.2 程序运行结果及结论........................................................................................................ - 12 -4.2 SystemView软件实现2ASK模型仿真设计 ................................................................................. - 13 -4.2.1 2ASK调制模块.................................................................................................................... - 13 -4.2.2 信道模块与加噪模块.......................................................................................................... - 15 -4.2.3 相干与非相干解调模块...................................................................................................... - 15 -4.2.4运行结果及结论.................................................................................................................. - 17 -4.3 Simulink软件实现2ASK模型仿真设计 ...................................................................................... - 22 -4.3.1 调制及信道模块.................................................................................................................. - 22 -4.3.2 解调模块.............................................................................................................................. - 24 -4.3.4 运行结果及结论.................................................................................................................. - 25 -5 调试过程及结论........................................................................................................................................ - 27 -6 心得体会.................................................................................................................................................... - 27 -7 参考文献.................................................................................................................................................... - 28 -二进制数字频带传输系统设计——2ASK系统1 技术要求设计一个2ASK数字调制系统，要求：（1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。
基于2ASK的数字传输系统的建模与仿真要点
题目：基于 2ASK 的数字传输系统的建模与仿真
专 业： 班 级： 姓 名： 学 号：
年
月
《现代通信原理课程设计》报告
目
录
1、课程设计的基本任务...............................2
2、课程设计的基本要求...............................2
图 4.15 Display 模块参数设置
To workspace（输出到工作空间模块）
该模块表示输出的数据送至当前的工作空间，以便于调用。然后执行下面的程 序： clc; clear; x=0:0.05:0.4; y=x; for i=1:length(x) panjuedianping=x(i); sim('ASK2_modanddemodzhongwennew'); %刚建立的 mdl 文件名 y(i)=mean(ERRout); end plot(x,y); grid on; legend('判决电平与误码率关系');
图 3.2 ASK 调制器模型
已调信号
3.3 MATLAB 及 SIMULINK 建模环境简介
MATLAB 是美国 MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视 化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB 和 SIMULINK 两大部分。 Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合 分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操 作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、 贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点 Simulink 已被广泛应用于控制理
最新 2ASK调制解调系统设计与研究方法建设-精品
2ASK调制解调系统设计与研究方法建设在现代数字通信系统中，频带传输系统的应用最为突出。
将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换为适合在频带上传输的频带信号，传输这个信号的系统就称为频带传输系统。
在频带传输系统中，根据数字信号对载波不同参数的控制，形成不一样的频带调制方法。
当选择正弦波作为载波，用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制时，产生的信号就是二进制振幅键控信号（2ASK）。
例如用电建控制一个载频振荡器的输出，使它时断时续输出，这便是一部振幅键控的发报机。
由于振幅键控信号抗噪声性能不够理想，逐步被FSK和PSK代替。
但是，作为一种最古老的调制方式，它还是具有很高的参考价值。
特别是在近几年随着对信息速率要求的提高，要在叫窄的频带内实现较高的信息速率的传输，多进制的数字振幅键控（MAK）又得到了运用，在信道条件较好而频带又较紧张的恒参信道中优先采用它。
1 2ASK调制方法调制信号为二进制数字信号时，对载波信号的振幅进行调制，这种调制称为振幅键控调制即ASK（Amplitude Shift Keying）。
在2ASK调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波不连贯的输出。
有载波输出的部分用“1”表示，无载波输出的部分用“0”表示。
2ASK（二进制振幅键控）信号的码元可以表示为：e0（t）=b（t）cosωct （1-1）式中，wc为载波角频率，s（t）为单极性NRZ矩形脉冲序列b（t）=ang（t-nTb）（1-2）其中，g（t）是持续时间为Tb、高度为的矩形脉冲，常称为门函数；an为二进制数字，当an=1，出现概率为P；当an=0，出现概率为（1-P）。
在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：1.1 相乘法通过相乘器直接将载波信号coswct和数字信号s（t）相乘，得到输出信号，输出的信号称为调制信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法。
基于systemview的2PSK系统的设计与建模仿真分析
目录一、绪论 (3)二、Systemview软件简介 (4)2.1 Systemview软件特点 (4)2.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤 (5)三、二进制移相键控（2PSK） (6)5.1 二进制移相键控（2PSK）的基本原理 (6)5.2 Systemview软件对2PSK系统进行仿真 (9)5.2.1 2PSK信号的产生 (9)5.2.2 2PSK相干解调系统 (10)5.2.3 2PSK 调制和Costas环解调系统组成 (12)5.2.4 2PSK信号的频谱和功率谱 (13)5.2.5 误比特率BER分析 (13)七、心得体会 (17)八、参考文献........................................... 错误!未定义书签。
基于Systemview的2PSK系统的设计与仿真分析摘要数字通信系统,按调制方式可以分为基带传输和带通传输。
数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率低频段，因而在很多实际的通信中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输。
数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK ，Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。
本文通过Systemview仿真软件，对2PSK系统进行仿真，分析2PSK的信号的调制方式，频谱特性，利用Costas环对2PSK信号进行解调以及2PSK的相干解调系统，并且对2PSK的抗噪声性能做了一定的分析，并进行仿真分析。
通原实验报告数字频带系统2ASK系统实验报告
实验七数字频带系统——2ASK系统
●实验目的：
1、掌握2ASK信号的波形和产生方法；
2、掌握2ASK信号的频谱特点；
3、掌握2ASK信号的解调方法；
4*、掌握2ASK系统的抗噪声性能。
●知识要点：
1、2ASK信号的波形和产生方法；
2、2ASK信号的频谱；
3、2ASK信号的解调方法；
4*、2ASK系统的抗噪声性能。
下图为2ASK系统调制框图
原始信号的波形和功率谱密度：
模拟调制产生2ASK信号的波形和功率谱密度：
键控法产生2ASK信号的波形和功率谱密度：
2ASK 信号的功率谱有连续谱和离散谱两部分组成；2ASK 信号的带宽ASK B 2是基带信号带宽的2倍。
相干解调后恢复信号的波形和功率谱密度：
包络检波恢复信号的波形和功率谱密度：
相干解调和包络检波后恢复信号的波形和功率谱密度基本相似，但是包络检波比较容易实现，而相干解调的系统比较复杂。
接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声；（Density in 1 ohm = 0.00002W/Hz）；
原始信号的波形：
包络检波后恢复信号的波形：
相干解调后恢复信号的波形：
接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声；（Density in 1 ohm = 0.002W/Hz）
原始信号的波形：
包络检波后恢复信号的波形：
相干解调后恢复信号的波形：
在加入噪声后，包络检波和相干解调后恢复信号的波形出现误码，但是相干解调的误码率性能比包络检波的误码率性能优越。
实验成绩评定一览表
系统设计系统设计合理，模块布局合理，线迹美观清楚系统设计合理，模块布局较合理，线迹清楚。
基于Simulink的2ASK通信系统的设计及仿真
s(t)
乘法器
s(t)
图1 模拟相乘法
图2 数字键控法
2ASK解调原理
2ASK信号有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调 （同步检测法），此次设计采用相干解调，如图3。与模拟信号的接收系统相比，这 里增加了一个“抽样判决”， 抽样判决器的作用是：信号经过抽样判决器，即可确 定接收码元是“1”还是“0”。假设抽样判决门限为b，当信号抽样值大于b时，判 为 “1”码；信号抽样值小于b时，判为“0”码。
基于Simulink的2ASK通信系统的设计及 仿真
2ASK数字传输系统仿真
用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变为数字带通信号的过程称为数 字调制。数字调制与模拟调制基本原理相同，但数字信号有离散取值的特点。 因此数字调制技术有两种方法： ①利用模拟调制方法实现数字调制； ②利用数字信号离散取值特点通过开关键控载波，即键控法。
数字通信系统的基本模型
信号源 基带信号发 生器 信道 接收滤波器
受信者
噪声源
பைடு நூலகம்
从消息传输角度看,系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带 信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换，通常前一种交 换由发收端设备完成，而后一种交换则由调制和解调完成。
2ASK二进制振幅键控
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，其频率 和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化 状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。 二进制振幅键控信 号由于一个信号状态始终为零，故又常称为通断键控信号。
输入信号
载波
部分参数设置
带通滤波器
低通滤波器
部分参数设置
设置低通滤 波器的输出信号 大于0.25时，输 出1，小于0.25 时输出0。
2ASK系统的设计
《通信原理》课程设计报告专业：班级：学号：姓名：指导教师：二012 年7 月 1 日目录1课程设计目的和作用 (3)2课程设计内容及要求 (3)3 设计小结 (9)一、课程设计目的和作用： 通信原理课程设计的目的是：加深对所学的通信原理知识理解，培养专业素质，提高利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。
能比较扎实地掌握本专业的基础知识和基本理论，掌握数字通信系统及有关设备的分析、开发等基本技能，受到必要工程训练和初步的科学研究方法和实践训练，增强分析和解决问题的能力，了解本通信专业的新发展。
二、课程设计内容及要求：所做题目：2ASK 系统的设计（1）概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；设计此系统是为了模拟实际信号从发送端产生，调制，在线路上传输（叠加上噪声）,以及输出端解调判决抽样的过程，我所做的工作就是利用matlab 编写程序模拟此过程。
首先用randint 产生基带信号,之后利用数字调制方法对基带信号进行调制，将信号通过带通滤波器滤出其高频分量，对高频分量进行传输。
（高频分量在线路上的衰减较小）。
此过程中会叠加上高斯白噪声，用awgn 函数产生。
传送到接收端后，将信号通过一低通滤波器，利用想干解调法再次乘上与载波相同的正弦信号，恢复出原基带信号。
最后，对恢复出的基带信号进行判决。
由于采用的是2ask 系统，故其判决电平为0.5。
高于0.5的判为1，低于0.5的判为0 t e z(t)信道x ～k 1 0 0 1s(t)e 0(t)(c)t e 0(t)s(t)s(t)0(t)cosωc t 载波(b)(a)x cosωc t BPF LPF 抽 样判决器2ASK信号解调器定时脉冲e 0(t){a n ]y(t)s(t)x ～k 1 0 0 1s(t)e 0(t)(c)t t e 0(t)s(t)s(t)e 0(t)cosωc t 载波(b)(a)n(t)（2）调制解调原理及系统性能的描述；设计中，对基带信号首先进行载波调制，将信号由低频搬移至高频处。
基于 2ask 的数字传输系统的建模与仿真课程设计报告
基于 2ask 的数字传输系统的建模与仿真课程设计报告一、设计目的和背景数字传输系统是现代通信领域中的一个重要组成部分，其在实现数字信号传输、高速数据交换、远程通信等方面具有重要作用。
因此，数字传输系统的建模和仿真技术也变得越来越重要。
本课程旨在通过利用2ask软件进行数字传输系统的建模和仿真，培养学生对数字传输系统的深入理解与应用能力。
二、教学原则本课程以理论与实践相结合为原则，旨在帮助学生充分理解数字传输系统的基础知识以及其在实际应用中的应用方法。
同时，本课程也将借助2ask软件，帮助学生通过实验来深刻理解数字传输系统。
三、实验教学内容本课程实验教学的具体内容如下：1.数字信号传输原理的理论讲解：介绍数字信号传输系统的基础知识，包括数字信号的表示方法、码元的基础知识、传输速率、传输媒介等。
2. 数字传输系统的建模：通过借助2ask软件，对数字传输系统进行建模，理解数字传输系统的各个组成部分的功能与作用。
3.传输码调制技术的仿真：通过信道编码技术的仿真，掌握传输码调制技术的设计方法，并了解传输码调制的原理和应用场景。
4.数字调制与解调技术的仿真：通过数字调制的仿真实验，掌握数字调制与解调技术的原理、应用场景和设计方法，理解各个数字调制技术之间的异同。
5.噪声对数字传输信号的影响分析的仿真：通过噪声对数字传输信号的影响分析的仿真实验，理解在实际应用中数字传输系统运行的复杂性。
四、实验教学环境和设备本课程实验教学建议在计算机实验室中开展，计算机实验室应当配备2ask软件，并具备良好的网络环境和相应的硬件设施，以保证数字传输系统的仿真效果。
五、实验教学步骤1）对数字传输系统进行建模：a.了解数字传输系统的每一个组成部分的功能和作用；b. 在2ask中选择数字传输系统模板，进行数字传输系统的建模；c.对数字传输系统参数进行设置，并检查数字传输系统的基础参数是否符合实际要求。
2）传输码调制技术的仿真a. 选择2ask中的传输码调制模板，在模板加载后进行传输码调制实验的仿真；b.分析仿真结果，并对传输码编解码和编码策略进行设计和优化。
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2ASK数字基带信号频带传输系统的设计与建模课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:2ASK数字信号频带传输系统的设计与建模初始条件：（1）MAX+plus II、Quartu s II、ISE等软件；（2）课程设计辅导书：《通信原理课程设计指导》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、电子设计EDA、通信原理要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）课程设计时间：；（2）课程设计题目：2ASK数字信号频带传输系统的设计与建模；（3）本课程设计统一技术要求：按照要求对选定的设计题目进行逻辑分析，画出ASK调制解调的方框图，设计出各模块的逻辑功能，编写VHDL语言程序，上机调试、仿真，记录实验结果波形，对实验结果进行分析；（4）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，并标明参考文献至少5篇；（5）写出本次课程设计的心得体会（至少500字）。
时间安排：第19周参考文献：段吉海.数字通信系统建模与设计.北京：电子工业出版社，2004江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2010John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录一．摘要 (1)二．题目分析与设计方案论证 (1)2.1、ASK调制原理 (1)2.2、ASK信号的产生 (2)2.3、ASK解调原理 (2)三．基于Quartus的系统建模与仿真 (3)3.1、2ASK数字调制系统 (3)3.2、2ASK解调系统 (5)四．心得体会 (7)五．附录 (8)六．参考文献 (11)一．摘要数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输两种方式。
其中，数字信号的基带传输系统是指不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统。
基本的数字调制方式有2ASK,2FSK,PSK,DPSK等。
本文简要介绍了2ASK数字调制与解调的基本原理。
并在此基础上运用Quartus，Modelsim等EDA工具对2ASK数字系统进行建模与基本的功能仿真。
二．题目分析与设计方案论证数字基带信号由于具有丰富的低频分量而不合适在具有带通特性的信道中传输。
必须进行数字调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换成为数字带通信号（即已调信号）的过程称为数字调制。
在接收端可以通过解调器把带通信号还原成数字基带信号，这种过程称为数字解调。
对于2ASK调制，即二进制振幅调制系统，它是通过数字信号的“1”和“0”来对载波进行调制。
其中包括调制和解调的过程，这种传输方式称为数字频带传输系统。
2.1、ASK调制原理数字信号对载波信号的振幅调制称为振幅键控，即ASK（Amplitude Shift Keying）。
2ASK就是调制信号为二进制数字基带信号时的振幅键控。
振幅键控就是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息的“0”或“1”。
2ASK已调信号可表示为e 0 = s(t) cosωct式中，ωc为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列s(t) =Σan g(t-n Ts)其中，g(t)是持续时间为Ts、高度为1的矩形脉冲，an为二进制数字an =2.2、ASK信号的产生根据2ASK的基本原理和调制部分概念的理解，对于其调制方法有两种方案：(1)乘电路调制法就是用乘法器基带信号s(t)与载波信号cos(ωct)相乘就可以得到调制信号输出。
乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波河低频干扰，带通滤波器的输出是振幅键控信号。
(2)键控法所谓键控法就是一个开关电路，但是该开关电路时由输入的基带信号控制，同样也可以得到相同的输出波形。
为了控制开关电路，基带信号必须是矩形脉冲信号，高电平的时候，打开开关，低电平的时候，关闭开关。
s(t)→e 0(t)↑cosωct①相乘电路调制法②键控法图一ASK调制方法原理框图2.3、ASK解调原理ASK信号的解调方法有两种：同步解调法（相干解调）和包络解调法（非相干解调）。
包络检波法解调器中的整流器和低通滤波器构成一个包络检波器。
由于在相干解调中相乘电路需要有相干载波，该载波必须从接受信号中获取，并且与接受信号的载波信号具有相同的频率以及相同的相位，所以比包络解调法复杂。
（a）非相干解（b）相干图二ASK解制方法原理框图ASK随机信号序列的一般表示式为：e 0(t) = s(t) cosωct = [Σan g(t-n Ts)]cos(ωct)三．基于Quartus的系统建模与仿真3.1、2ASK数字调制系统在Quartus中新建VHDL文件输入2ASK调制的代码后，在VHDL文件名上右键>creat symbol file for current fille，在新建的Block Diagram/Schematic File中得到模型如下图：图三2ASK调制建模点击processing>start compilation进行编译成功后得到综合完成的原理图如下：图四2ASK综合原理图Quartus11不自带仿真模块，可以通过设置调用modelsim软件进行时序仿真，编译完成后点击tools>Run EDA Simulation Tool>Run RTL Simulation会自动打开Modelsim软件，其界面如下：图五modelsim界面将各输入端口给相应波形并添加输出端口后，在wave界面点击run进行时序仿真得到仿真波形如下：图六2ASK调制仿真波形从图中可以看出当输入信号x为高电平时，输出波形即为载波波形；当输入信号为低电平时输出也为低，满足2ASK调制原理，实现了数字基带信号的2ASK调制功能。
3.2、2ASK解调系统输入2ASK解调的VHDL代码后同样得到解调系统的模型如下：图七2ASK解调系统模型编译完成后得到综合所的原理图：图八2ASK解调系统原理图在modelsim中进行时序仿真得到2ASK解调系统的波形图：图九2ASK解调系统时序仿真波形从仿真波形中可以看出输出波形y即为解调后的原始信号，当输入信号为载波时输出高电平，当输入信号为低电平时输出亦为低电平，即实现了2ASK的解调功能。
还可以看出输出波形有一定的短延时。
四．心得体会通过此次的课程设计，使我收获了很多。
掌握了2ASK调制解调的原理与VHDL实现，如2ASK信号的产生，相干解调与非相干解调的实现方法，学会了Quartus软件的使用方法，用其进行简单的建模综合得到相关功能元器件的电路原理图，初步学会使用Modelsim 软件进行前时序仿真，得到基本的功能仿真波形，从而判断设计是否合理，能否完成预期的功能。
不仅让我对专业方面的知识认识更加深刻，同时也掌握了学习方法，懂得了无论做什么事，都要先弄懂原理，从根本出发，将一切问题分块分部解决的方法。
让我今后都受益颇深。
在本次课程设计的过程中，也遇到了很多问题和难点。
比如说当我做到解调部分的时候，程序都写完了，但就是波形出不来。
不能够正确的仿真出波形和原信号。
这让我很头疼，调了好久也没有输出。
最后，通过上网搜索资料，并且与同学们一起讨论研究。
终于一点点发现了问题，最后调出了波形。
这个过程中学会了分析问题，一步步派出解决问题的方法，体会到了解决问题的愉快。
虽然过程很坎坷，但结果却令人欣慰。
我觉得在这次的课程设计中，收获的不仅是我们自己的方面，更多的也有团队的合作和与别人的交流和沟通。
这让我们能够更好的与别人分享和交流，为我们在今后的学习和工作道路上都有所帮助。
五．附录2ASK数字调制VHDL实现代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity ask is ——定义实体port( clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end;architecture ff of ask issignal q:integer range 0 to 3; ——定义时钟四分频信号signal f:std_logic;beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1') thenif(start='0')thenq<=0;elsif(q<=1)thenf<='1';q<=q+1;elsif(q=3)then ——实现四分频的分频器f<='0';q<=0;elsef<='0';q<=q+1;end if;end process;y<=x and f; ——输入基带信号与载波相与实现键控调制end;2ASK数字解调VHDL实现代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity ask2 is ——定义2ASK解调系统实体port( clk:in std_logic;start:in std_logic;x:in std_logic;y:out std_logic);end;architecture ff of ask2 is ——定义结构体signal q:integer range 0 to 11; ——对时钟信号12分频signal f:std_logic;signal n:integer range 0 to 5; ——进行短延时，一般抽样判决beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1') then f<=x;if(start='0')thenq<=0;elsif(q<=11)thenq<=0;else q<=q+1;end if;end process;process(f,q)beginif q=11 then n<=0; ——实现12分频elsif q=10 thenif n<=2 then y<='0'; ——当检测到不多于三个波形是判为0 else y<='1';end if;elsif f'event and f='1' then n<=n+1;end if;end process;end;六．参考文献【1】、樊昌信.通信原理.北京:国防工业出版社,2007【2】、朱正伟.EDA技术及应用.北京:清华大学出版社,2005【3】、刘爱荣，王振成.EDA技术与CPLD/FPGA开发应用简明教程.北京：清华大学出版社，2007【4】、江国强.EDA技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004【5】、梨洪松.数字通信原理.西安:西安电子科技大学出版社，2005本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日。